醫學信號檢測技術與儀器 版權信息
- ISBN:9787577207643
- 條形碼:9787577207643 ; 978-7-5772-0764-3
- 裝幀:平裝
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醫學信號檢測技術與儀器 本書特色
(1)教材內容系統、深入、突出重點;集中反映學科優勢,體現學科發展。教材從多方面、多角度闡述了生物醫學測量和醫學儀器設計的原理與方法;既講清設備工作原理和結構,又給出設計要求,重要設備還結合具體型號詳細講述功能、結構和工作原理,符合醫工結合“新工科”專業建設和“兩性一度”課程建設的要求。(2)集中體現了醫、工結合,學科交叉。符合新時代融合行人才培養要求,能滿足醫院和醫療機構醫工結合專業技術人才培養的需要;教材出版還能積極推動生物醫學工程學科、專業和人才培養的發展。(3)生物醫學檢測技術與儀器或醫學儀器等課程都是生物醫學工程專業的專業必修課。隨著生物醫學工程專業高等教育的發展,全國每年招生人數達到千人以上,加上其他專業選修課和自學進修使用,教材的使用量可觀。
醫學信號檢測技術與儀器 內容簡介
本書以人體生理信號檢測為主線,介紹相關常用的醫學信號的檢測技術、檢測電路和儀器。主要內容包括:醫學信號檢測基礎、常用的檢測技術和電路、醫學信號處理技術、生物電測量儀器、血壓和心音檢測、病房監護系統、血流量和血容量測量、呼吸系統檢測、醫用儀器的電氣安全等。本書可作為生物醫學工程專業的教材,也可作為醫療器械行業的工程技術人員,醫院的臨床工程人員和醫技人員,其他領域從事醫學信號測量及儀器工作的研究人員,以及電子與信息工程領域的科技人員的參考書。
醫學信號檢測技術與儀器 目錄
第1章醫學信號檢測基礎(1) 1.1 醫學信號與噪聲(1) 1.1.1 測量(1) 1.1.2 信號和噪聲(2) 1.1.3 振幅和功率(2) 1.1.4 功率譜(2) 1.1.5 信噪比(3) 1.1.6 不同類型的噪聲(4) 1.2 醫學信號檢測系統的要求和特點(5) 1.2.1 檢測系統的靜態特性(6) 1.2.2 檢測系統的動態特性(7) 1.3 醫學儀器的結構與分類(10) 1.3.1 醫學儀器的基本結構(10) 1.3.2 醫學儀器的分類(13) 1.3.3 醫學儀器的性能指標(15)習題1(17)第2章 常用的檢測技術和電路(18) 2.1 信號轉換電路(18) 2.1.1 R/U轉換(18) 2.1.2 電橋R/U轉換(19) 2.1.3 C/U及C/T轉換(22) 2.1.4 L/U及L/T轉換(24) 2.1.5 I/U及U/I轉換(25) 2.1.6 U/F和F/U轉換(27) 2.1.7 電壓轉換(30) 2.2 電壓比較器(32) 2.2.1 單門限電壓比較器(33) 2.2.2 遲滯比較器(33) 2.3 抗干擾技術(35) 2.3.1 干擾源(35) 2.3.2 外部干擾的耦合方式及傳輸途徑(36) 2.3.3 干擾抑制技術(39) 2.4 信號調制與解調技術(45) 2.4.1 幅度調制與解調(45) 2.4.2 調頻與解調(47) 2.4.3 脈沖寬度調制(48) 2.4.4 模擬乘法器(50) 2.5 信號隔離技術(51) 2.5.1 光電耦合(51) 2.5.2 電磁耦合(53)習題2(53)第3章 醫學信號處理技術(56) 3.1 信號放大電路(56) 3.1.1 運算放大器及其特性(56) 3.1.2 T形放大器(57) 3.1.3 電橋放大器(58) 3.1.4 可編程增益放大器(59) 3.1.5 隔離放大器(60) 3.2 生物電前級放大器(62) 3.2.1 基本要求(62) 3.2.2 差動放大電路分析(63) 3.2.3 生物電測量的差動放大電路分析方法(67) 3.2.4 同相并聯結構的前級放大電路(68) 3.2.5 其他差動放大應用電路(72) 3.2.6 前級共模抑制能力的提高(74) 3.3 信號濾波技術(77) 3.3.1 濾波器的基本概念(77) 3.3.2 無源濾波器原理(79) 3.3.3 有源濾波器原理(82) 3.3.4 醫學信號陷波器設計(84)習題3(85)第4章 生物電測量儀器(88) 4.1 生物電位的基礎知識(88) 4.1.1 靜息電位(88) 4.1.2 動作電位(89) 4.1.3 生物電信號測量的生理學基礎(91) 4.1.4 人體電阻抗(92) 4.2 心電圖機(93) 4.2.1 心電圖基礎知識(93) 4.2.2 心電圖導聯(96) 4.2.3 心電圖機的結構(100) 4.2.4 心電圖機的主要性能指標(104) 4.2.5 數字式心電圖機單元電路介紹(108) 4.3 腦電圖機(119) 4.3.1 腦電圖基礎知識(119) 4.3.2 腦電圖導聯(121) 4.3.3 腦電圖機的工作原理(123) 4.4 肌電圖機(127) 4.4.1 肌電圖檢測的基礎知識(127) 4.4.2 誘發肌電圖(129)習題4(133)第5章 血壓和心音檢測(135) 5.1 臨床血壓參數及意義(135) 5.1.1 常見的血壓參數(136) 5.1.2 血壓測量的參考點(139) 5.2 血壓直接測量法(140) 5.2.1 血管外傳感器測量血壓(140) 5.2.2 血管內傳感器測量血壓(141) 5.2.3 血壓測量誤差(142) 5.2.4 靜脈血壓測量系統(144) 5.3 血壓間接測量法(145) 5.3.1 科氏音法(145) 5.3.2 超聲法(146) 5.3.3 測振法(147) 5.4 血壓連續無創測量(149) 5.5 心音及心音圖(152) 5.5.1 心音的機制和起源(152) 5.5.2 心音的測量方法及儀器(153)習題5(155)第6章 病房監護系統(156) 6.1 監護儀(156) 6.1.1 概述(156) 6.1.2 呼吸功能檢測模塊(159) 6.1.3 體溫檢測模塊(162) 6.1.4 有創血壓檢測模塊(165) 6.1.5 脈搏氧飽和度(167) 6.1.6 心電監測(171) 6.1.7 主控系統(172) 6.1.8 新技術發展及應用(173) 6.2 中央監護系統(174) 6.2.1 基本原理(174) 6.2.2 基本組成(175) 6.2.3 中央監護系統的特點及主要性能和參數(176) 6.2.4 關鍵組成部件(177) 6.3 動態監護(178) 6.3.1 基本原理(178) 6.3.2 主要參數(179) 6.4 無創血氧飽和度檢測(179) 6.4.1 無創血氧飽和度的檢測原理(180) 6.4.2 無創血氧飽和度的檢測方法(180) 6.4.3 無創血氧飽和度檢測儀器設計(183) 6.5 醫學信號檢測中的可穿戴設備簡介(184) 6.5.1 可穿戴設備中的傳感器(184) 6.5.2 可穿戴設備檢測技術(187)習題6(189)第7章 血流量和血容量測量(190) 7.1 血流量與心輸出量的概念(190) 7.1.1 血流動力學監測簡介(190) 7.1.2 血流量(191) 7.1.3 心輸出量(191) 7.2 輸注指示劑稀釋法(192) 7.2.1 連續輸注指示劑稀釋法(192) 7.2.2 快速輸注指示劑稀釋法(194) 7.3 電磁流量計(195) 7.3.1 電磁流量計原理(196) 7.3.2 電磁流量計的探頭結構(199) 7.4 超聲流量計(199) 7.4.1 換能器(199) 7.4.2 連續波多普勒流量計(200) 7.4.3 脈沖式多普勒流量計(201) 7.4.4 激光多普勒流量計(202) 7.5 熱對流式流量計(202) 7.5.1 工作原理(202) 7.5.2 恒溫傳感器電路(202) 7.6 套筒式體積描記法(203) 7.6.1 套筒式體積描記法的測量原理(204) 7.6.2 套筒式體積描記法的測量方法(204) 7.7 電阻抗體積描記法(205) 7.7.1 基于圓柱形肢體模型的測量原理(205) 7.7.2 電阻抗體積描記法的電極(206) 7.7.3 電路分析(207) 7.7.4 應用(208) 7.8 光學體積描記法(209) 7.8.1 光源(209) 7.8.2 光傳感器(209) 7.8.3 電路(210) 7.8.4 應用(210)習題7(210)第8章 呼吸系統檢測(212) 8.1 呼吸壓力測量(212) 8.1.1 呼吸壓力的基本內容和參數(212) 8.1.2 壓力傳感器(214) 8.1.3 食管內壓力(214) 8.2 呼吸氣體流量測量(215) 8.2.1 呼吸頻率和呼吸流量的數值范圍(215) 8.2.2 轉子流量計(216) 8.2.3 熱對流式流量計(217) 8.3 肺容量測量(217) 8.3.1 肺容量的常用指標和意義(217) 8.3.2 肺容量變化檢測(218) 8.3.3 絕對肺容量檢測(220) 8.4 呼吸體積描記法(220) 8.4.1 胸腔體積描記法(220) 8.4.2 全身體積描記器(221) 8.5 呼氣末二氧化碳監測(221) 8.5.1CO2 監測的臨床意義(221) 8.5.2CO2 監測儀的工作原理與測定法(222)習題8(224)第9章 醫用儀器的電氣安全(226) 9.1 電擊及其預防(226) 9.1.1 人體的電阻抗特性(226) 9.1.2 人體的電流生理效應(227) 9.1.3 人體的電流生理反應(228) 9.1.4 電擊的種類(229) 9.1.5 產生電擊的因素(230) 9.1.6 預防電擊的措施(232) 9.2 醫用儀器的接地(236) 9.2.1 醫院配電方式(236) 9.2.2 安全接地(237) 9.2.3 多臺儀器接地(238) 9.3 醫用電子儀器的安全標準(239) 9.3.1 醫用電子儀器的安全標準介紹(239) 9.3.2 設備防電擊類型(240) 9.3.3 設備防電擊的程度(241)習題9(241)參考文獻(242)第1章醫學信號檢測基礎(1) 1.1 醫學信號與噪聲(1) 1.1.1 測量(1) 1.1.2 信號和噪聲(2) 1.1.3 振幅和功率(2) 1.1.4 功率譜(2) 1.1.5 信噪比(3) 1.1.6 不同類型的噪聲(4) 1.2 醫學信號檢測系統的要求和特點(5) 1.2.1 檢測系統的靜態特性(6) 1.2.2 檢測系統的動態特性(7) 1.3 醫學儀器的結構與分類(10) 1.3.1 醫學儀器的基本結構(10) 1.3.2 醫學儀器的分類(13) 1.3.3 醫學儀器的性能指標(15)習題1(17)第2章 常用的檢測技術和電路(18) 2.1 信號轉換電路(18) 2.1.1 R/U轉換(18) 2.1.2 電橋R/U轉換(19) 2.1.3 C/U及C/T轉換(22) 2.1.4 L/U及L/T轉換(24) 2.1.5 I/U及U/I轉換(25) 2.1.6 U/F和F/U轉換(27) 2.1.7 電壓轉換(30) 2.2 電壓比較器(32) 2.2.1 單門限電壓比較器(33) 2.2.2 遲滯比較器(33) 2.3 抗干擾技術(35) 2.3.1 干擾源(35) 2.3.2 外部干擾的耦合方式及傳輸途徑(36) 2.3.3 干擾抑制技術(39) 2.4 信號調制與解調技術(45) 2.4.1 幅度調制與解調(45) 2.4.2 調頻與解調(47) 2.4.3 脈沖寬度調制(48) 2.4.4 模擬乘法器(50) 2.5 信號隔離技術(51) 2.5.1 光電耦合(51) 2.5.2 電磁耦合(53)習題2(53)第3章 醫學信號處理技術(56) 3.1 信號放大電路(56) 3.1.1 運算放大器及其特性(56) 3.1.2 T形放大器(57) 3.1.3 電橋放大器(58) 3.1.4 可編程增益放大器(59) 3.1.5 隔離放大器(60) 3.2 生物電前級放大器(62) 3.2.1 基本要求(62) 3.2.2 差動放大電路分析(63) 3.2.3 生物電測量的差動放大電路分析方法(67) 3.2.4 同相并聯結構的前級放大電路(68) 3.2.5 其他差動放大應用電路(72) 3.2.6 前級共模抑制能力的提高(74) 3.3 信號濾波技術(77) 3.3.1 濾波器的基本概念(77) 3.3.2 無源濾波器原理(79) 3.3.3 有源濾波器原理(82) 3.3.4 醫學信號陷波器設計(84)習題3(85)第4章 生物電測量儀器(88) 4.1 生物電位的基礎知識(88) 4.1.1 靜息電位(88) 4.1.2 動作電位(89) 4.1.3 生物電信號測量的生理學基礎(91) 4.1.4 人體電阻抗(92) 4.2 心電圖機(93) 4.2.1 心電圖基礎知識(93) 4.2.2 心電圖導聯(96) 4.2.3 心電圖機的結構(100) 4.2.4 心電圖機的主要性能指標(104) 4.2.5 數字式心電圖機單元電路介紹(108) 4.3 腦電圖機(119) 4.3.1 腦電圖基礎知識(119) 4.3.2 腦電圖導聯(121) 4.3.3 腦電圖機的工作原理(123) 4.4 肌電圖機(127) 4.4.1 肌電圖檢測的基礎知識(127) 4.4.2 誘發肌電圖(129)習題4(133)第5章 血壓和心音檢測(135) 5.1 臨床血壓參數及意義(135) 5.1.1 常見的血壓參數(136) 5.1.2 血壓測量的參考點(139) 5.2 血壓直接測量法(140) 5.2.1 血管外傳感器測量血壓(140) 5.2.2 血管內傳感器測量血壓(141) 5.2.3 血壓測量誤差(142) 5.2.4 靜脈血壓測量系統(144) 5.3 血壓間接測量法(145) 5.3.1 科氏音法(145) 5.3.2 超聲法(146) 5.3.3 測振法(147) 5.4 血壓連續無創測量(149) 5.5 心音及心音圖(152) 5.5.1 心音的機制和起源(152) 5.5.2 心音的測量方法及儀器(153)習題5(155)第6章 病房監護系統(156) 6.1 監護儀(156) 6.1.1 概述(156) 6.1.2 呼吸功能檢測模塊(159) 6.1.3 體溫檢測模塊(162) 6.1.4 有創血壓檢測模塊(165) 6.1.5 脈搏氧飽和度(167) 6.1.6 心電監測(171) 6.1.7 主控系統(172) 6.1.8 新技術發展及應用(173) 6.2 中央監護系統(174) 6.2.1 基本原理(174) 6.2.2 基本組成(175) 6.2.3 中央監護系統的特點及主要性能和參數(176) 6.2.4 關鍵組成部件(177) 6.3 動態監護(178) 6.3.1 基本原理(178) 6.3.2 主要參數(179) 6.4 無創血氧飽和度檢測(179) 6.4.1 無創血氧飽和度的檢測原理(180) 6.4.2 無創血氧飽和度的檢測方法(180) 6.4.3 無創血氧飽和度檢測儀器設計(183) 6.5 醫學信號檢測中的可穿戴設備簡介(184) 6.5.1 可穿戴設備中的傳感器(184) 6.5.2 可穿戴設備檢測技術(187)習題6(189)第7章 血流量和血容量測量(190) 7.1 血流量與心輸出量的概念(190) 7.1.1 血流動力學監測簡介(190) 7.1.2 血流量(191) 7.1.3 心輸出量(191) 7.2 輸注指示劑稀釋法(192) 7.2.1 連續輸注指示劑稀釋法(192) 7.2.2 快速輸注指示劑稀釋法(194) 7.3 電磁流量計(195) 7.3.1 電磁流量計原理(196) 7.3.2 電磁流量計的探頭結構(199) 7.4 超聲流量計(199) 7.4.1 換能器(199) 7.4.2 連續波多普勒流量計(200) 7.4.3 脈沖式多普勒流量計(201) 7.4.4 激光多普勒流量計(202) 7.5 熱對流式流量計(202) 7.5.1 工作原理(202) 7.5.2 恒溫傳感器電路(202) 7.6 套筒式體積描記法(203) 7.6.1 套筒式體積描記法的測量原理(204) 7.6.2 套筒式體積描記法的測量方法(204) 7.7 電阻抗體積描記法(205) 7.7.1 基于圓柱形肢體模型的測量原理(205) 7.7.2 電阻抗體積描記法的電極(206) 7.7.3 電路分析(207) 7.7.4 應用(208) 7.8 光學體積描記法(209) 7.8.1 光源(209) 7.8.2 光傳感器(209) 7.8.3 電路(210) 7.8.4 應用(210)習題7(210)第8章 呼吸系統檢測(212) 8.1 呼吸壓力測量(212) 8.1.1 呼吸壓力的基本內容和參數(212) 8.1.2 壓力傳感器(214) 8.1.3 食管內壓力(214) 8.2 呼吸氣體流量測量(215) 8.2.1 呼吸頻率和呼吸流量的數值范圍(215) 8.2.2 轉子流量計(216) 8.2.3 熱對流式流量計(217) 8.3 肺容量測量(217) 8.3.1 肺容量的常用指標和意義(217) 8.3.2 肺容量變化檢測(218) 8.3.3 絕對肺容量檢測(220) 8.4 呼吸體積描記法(220) 8.4.1 胸腔體積描記法(220) 8.4.2 全身體積描記器(221) 8.5 呼氣末二氧化碳監測(221) 8.5.1CO2 監測的臨床意義(221) 8.5.2CO2 監測儀的工作原理與測定法(222)習題8(224)第9章 醫用儀器的電氣安全(226) 9.1 電擊及其預防(226) 9.1.1 人體的電阻抗特性(226) 9.1.2 人體的電流生理效應(227) 9.1.3 人體的電流生理反應(228) 9.1.4 電擊的種類(229) 9.1.5 產生電擊的因素(230) 9.1.6 預防電擊的措施(232) 9.2 醫用儀器的接地(236) 9.2.1 醫院配電方式(236) 9.2.2 安全接地(237) 9.2.3 多臺儀器接地(238) 9.3 醫用電子儀器的安全標準(239) 9.3.1 醫用電子儀器的安全標準介紹(239) 9.3.2 設備防電擊類型(240) 9.3.3 設備防電擊的程度(241)習題9(241)參考文獻(242)
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醫學信號檢測技術與儀器 作者簡介
作者長期從事醫學圖像處理、模式識別和智能控制、醫療電子儀器設計等方面的教學、科研和產品開發工作。完成省部級以上科研項目6項,教研項目4項,專業建設項目6項。發表科研、教研論文70余篇,其中SCI 收錄7篇,EI收錄12篇。獲發明專利授權3項。獲湖北省教學成果二等獎和國家民委教學成果一等獎。目前主要研究領域是基于深度學習的智能醫學圖像處理、心電信號檢測與分析、虛擬現實和增強現實在醫學中的應用等。負責湖北省品牌專業、虛擬仿真實驗教學中心、省級教學團隊建設。